Introduction à l'OSPF

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Introduction à l'OSPF

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OSPF

• Open Shortest Path First• Link state or technologie

SPF • Développé par le groupe

de travail OSPF de l'IETF • Standard OSPFv2 décrit

dans RFC2328

• Conçu pour:– Environnement TCP/IP– Convergence rapide– Subnet masks de longueur

variable – Subnets discontinus– Mises à jour incrémentales– L'authentification des routes

• Fonctionne sur IP, Protocole 89

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Link State

Les informations de topologie sont sauvegardées dans une base de données distincte de la table de routage

ABC

21313

QZX

Z

X

YQ

Z’s Link State

Q’s Link State

X’s Link State

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Routage Link State

• Découverte de Voisin • La construction d'un Link State Packet (LSP)• Distribuer le LSP– Annonce Link State (Link State Announcement –

LSA)• Calculer les routes• En cas d'échec du réseau– De nouveaux LSP inondés– Tous les routeurs recalculent la table de routage

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Utilisation Low Bandwidth

• Seules les modifications sont propagées• Utilise le multicast sur les réseaux de diffusion multi-accès

LSA

X

LSA

R1

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Convergence rapide

• Détection Plus LSA/SPF– Connu sous le nom de l'algorithme de Dijkstra

X N2

Chemin Alternatif

Chemin primaire

N1

R2

R1 R3

7

Convergence rapide

• Trouver une nouvelle route– LSA inondé sur toute la

zone– Basée sur la

réception(Acknowledgement based)

– Topologie de base de données synchronisée

– Chaque routeur dérive une table de routage vers le réseau de destination

LSA

N1

R1 X

8

Zones OSPF

• Une zone est un groupe d'hôtes et de réseaux contigus– Réduit le trafic de routage

• Topologie de base de données par zone– Invisible à l'extérieur de la

zone• La zone backbone DOIT

être contigus – Toutes les autres zones

doivent être connecté au backbone

Zone 1

Zone 2 Zone 3

R1 R2

R3R6

Zone 4

R5 R4R7R8

RaRd

RbRc

Zone 0Zone Backbone

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Liens virtuelles entre les zones OSPF

• Le lien virtuel est utilisé lorsqu'il n'est pas possible de se connecter physiquement à la zone backbone

• Les ISP évitent les conceptions qui nécessitent des liaisons virtuelles– Augmente la complexité – Diminue la fiabilité et

l'évolutivité

Zone 1

R3R6

Zone 4R5 R4

R7R8

RaRd

RbRc

Zone 0Zone Backbone

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Classification des routeurs

• Routeur interne (IR)• Area Border Router (ABR)• Routeur Backbone (BR)• Autonomous System Border

Router (ASBR)

R1 R2

R3

R5 R4

Rd Ra

RbRc

IR

ABR/BR

IR/BRASBR

Vers d’autres AS

IR

Zone 1

Zone 0

Zone 2 Zone 3

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Types de routes OSPF

• Route Intra-zone – tous les routes à l'intérieur

d'une zone• Route Inter-zone

– les routes annoncées d'une zone à l'autre par un Area Border Router

• Route externe– routes importées dans OSPF

d’autre protocole ou de routes statiques

R1 R2

R3

R5 R4

Rd Ra

RbRc

IR

ABR/BR

ASBR

Vers d’autres AS

IR

Zone 1

Zone 0

Zone 2 Zone 3

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Routes externes

• Préfixes qui sont redistribués dans OSPF à partir d'autres protocoles

• Inondé inchangé tout au long de l'AS– Recommandation: Eviter la redistribution!

• OSPF prend en charge deux types de métriques externes– Type 1 métriques externes– Type 2 métriques externes (Cisco IOS default)

RIPEIGRPBGPStatiqueConnectéetc.

OSPF

Redistribuer

R2

13

Routes externes

• Type 1 métrique externe: les paramètres sont ajoutés au coût de lien interne résumé

RéseauN1N1

Type 11110

Next HopR2R3

Coût = 10to N1

Coût externe = 1

to N1 Coût externe = 2Cost = 8

Route sélectionné

R3

R1

R2

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Routes externes

• Type 2 métrique externe: les métriques sont comparées sans ajouter au coût de lien interne

Coût = 10to N1

Coût externe = 1

to N1 Coût externe = 2Cost = 8

Route sélectionné

R3

R1

R2

RéseauN1N1

Type 112

Next HopR2R3

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Topologie/Link State Database

• Un routeur dispose d'une base de données LS distinct pour chaque zone à laquelle il appartient

• Tous les routeurs appartenant à la même zone ont une base de données identique

• Le calcul SPF est effectué séparément pour chaque zone• L’inondation LSA est délimitée par zone• Recommendation:

– Limiter le nombre de zones qu'un routeur participe!– 1 à 3 est bon (conception ISP typique)– >3 peut surcharger le CPU en fonction de la complexité de la

topologie de la zone

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Le protocole Hello

• Responsable de l'établissement et du maintien des relations de voisinage

• Élit un routeur désigné sur des réseaux d'accès multiple

Hello

HelloHello

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Le Packet Hello

• Contient:– Priorité de routeur– Intervalle Hello – Intervalle Routeur

d'inactivité (Router dead interval)

– Masque de réseau– Liste des voisins– DR et BDR– Options: E-bit, MC-

bit,… (see A.2 of RFC2328)

Hello

HelloHello

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Routeur désigné

• Il ya un routeur désigné par réseau multi-accès – Génère des annonces lien réseau– Aide à la synchronisation de base de données

RouteurDésigné

RouteurDésigné

BackupDésigné Routeur

BackupDésigné Routeur

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Routeur désigné par priorité

• Priorité configurée (par interface)– ISP configure une haute priorité sur les routeurs qu'ils veulent

comme DR / BDR• Sinon déterminée par ID routeur le plus élevé

– ID de routeur est un entier 32 bits– Dérivé de l'adresse de l'interface loopback, s'il est configuré, sinon

la plus grande adresse IP

144.254.3.5

R2 Router ID = 131.108.3.3

131.108.3.2 131.108.3.3

R1 Router ID = 144.254.3.5

DR R2R1

20

Les États des voisins

• Plein– Les routeurs sont pleinement adjacents– Bases de données synchronisées– Relations avec les DR et BDR

Plein

DR BDR

21

Les États des voisins

• 2-way– Routeur se voit dans d'autres paquets Hello– DR choisis parmi les voisins de l'état 2-way ou

supérieur2-way

DR BDR

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Quand Devenir Adjacent

• Réseau sous-jacent est point à point • Type de réseau sous-jacent est un lien virtuel• Le routeur lui-même est le routeur désigné ou

routeur désigné de backup• Le routeur voisin est le routeur désigné ou

routeur désigné de backup

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LSA se propagent le long de l’adjacences

• LSA reçoit le long des contiguïtés

DR BDR

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Réseaux de diffusion (Broadcast Networks)

• Multicast IP utilisée pour envoyer et recevoir des mises à jour– Tous les routeurs doivent accepter les paquets

envoyés à AllSPFRouters (224.0.0.5)– Tous les routeurs DR et BDR doivent accepter les

paquets envoyés à AllDRouters (224.0.0.6)• Des paquets Hello envoyés à AllSPFRouters

(Unicast sur le point-à-point et les liens virtuelles)

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Protocole de routage des paquets

• Partage un header de protocole commun• Routage des paquets de protocole sont envoyés avec le type

de service (TOS) de 0• Cinq types de paquets de protocole de routage OSPF

– Hello – paquet type 1– Description Base de données – paquet type 2– Demande Link-state – paquet type 3– mise à jour - Link-state – paquet type 4– Link-state acknowledgement – paquet type 5

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Différents types de LSA

• Six types distincts de LSA– Type 1 : Routeur LSA– Type 2 : Réseau LSA– Type 3 & 4: Résumé LSA– Type 5 & 7: Externe LSA (Type 7 est pour NSSA)– Type 6: Adhésion en groupe LSA– Type 9, 10 & 11: Opaque LSA (9: Link-Local, 10: Zone)

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Routeur LSA (Type 1)

• Décrit l'état et le coût des liens du routeur vers la zone

• Tous les liens du routeur dans une zone doivent être décrites dans un seul LSA

• Inondé sur toute la zone particulière et pas plus

• Routeur indique s'il s'agit d'un ASBR, ABR, ou point final de lien virtuel

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Réseau LSA (Type 2)

• Généré pour chaque émission de transit et réseau NBMA

• Décrit tous les routeurs rattachés au réseau• Seul le routeur désigné engendre ce LSA• Inondé sur toute la zone particulière et pas

plus

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Résumé LSA (Type 3 et 4)

• Décrit la destination en dehors de la zone, mais encore dans l'AS

• Inondé sur toute une zone unique• Engendré par un ABR• Seules les routes inter-zone sont annoncées

dans le backbone• Type 4 est l'information à propos de l'ASBR

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Externe LSA (Type 5 and 7)

• Définit les routes à destination externe à l'AS• Route par défaut est également envoyé comme

externe• Deux types de Externe LSA:– E1: Considère le coût total jusqu’à la destination

externe– E2: considère que le coût de l'interface de sortie vers la

destination externe• (Type 7 LSAs utilisés pour décrire externe LSA pour

un type de zone spécifique OSPF)

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Résumé Route Inter-Zone

• Préfixe ou tous les subnets• Préfixe ou tous les réseaux• Commande ‘Area range’

1.A 1.B 1.C

(ABR)Réseau1

Next HopR1

Réseau1.A1.B1.C

Next HopR1R1R1

Avec Résumé

SansRésumé

BackboneZone 0

Zone 1R1

R2

32

Pas de Résumé• Lien spécifique LSA annoncé en dehors de chaque zone• Modification Link State propagées en dehors de chaque zone

3.A3.B

3.C 3.D2.A2.B

2.C 2.D

1.A1.B

1.C 1.D

1.A1.B1.C1.D Zone 0

2.A2.B2.C2.D

3.A3.B3.C3.D

33

Avec Résumé• Seulement résumé LSA annoncé en dehors de chaque zone• Modification de Link state ne se propagent pas en dehors de la zone

3.A3.B

3.C 3.D2.A2.B

2.C 2.D

1.A1.B

1.C 1.D

1

Zone 0

2

3

34

Pas de Résumé• Lien spécifique LSA annoncés dans chaque zone• Modification Link state propagé dans chaque zone

3.A3.B

3.C 3.D2.A2.B

2.C 2.D

1.A1.B

1.C 1.D

2.A 2.B2.C 2.D3.A 3.B3.C 3.D Zone 0

1.A 1.B1.C 1.D3.A 3.B3.C 3.D

1.A 1.B1.C 1.D2.A 2.B2.C 2.D

35

Avec Résumé• Seul le lien résumé LSA annoncés dans chaque zone• Modifications Link state ne se propagent pas dans chaque zone

3.A3.B

3.C 3.D2.A2.B

2.C 2.D

1.A1.B

1.C 1.D

2 3 Zone 0

1 3

12

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Types de Zones

• Régulier• Stub• Totalement Stubby• Not-So-Stubby• Seules les zones " Régulier" sont utiles pour les ISP

– D’autres types de zones gèrent la redistribution d’autres protocoles de routage OSPF - Les ISP ne redistribuent rien dans OSPF

• Les diapositives suivantes qui décrivent les différentes types de zones ne sont fournies qu’à titre indicatif

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Zone régulier (Pas Stub)• Du point de vue de la zone 1, les réseaux de résumé provenant d'autres

zones sont injectés, tout comme les réseaux externes tels que X.1

3.A3.B

3.C 3.D2.A2.B

2.C 2.D

1.A1.B

1.C 1.D

2 3 Zone 0

1 3

12

ASBRRéseaux externes

X.1

X.1

X.1

X.1

X.1

X.1

X.1

38

Zone Stub normale• Résumé Réseaux, route par défaut injecté• Commande = zone x stub

3.A3.B

3.C 3.D2.A2.B

2.C 2.D

1.A1.B

1.C 1.D

2 3 Zone 0

1 3

12


X.1

X.1

Par défaut

X.1

X.1

Par défaut

Par défaut

39

Zone Totalement Stubby• Seule une route par défaut injecté

– La route par défaut à la zone plus proche de routeur frontière

• Commande = area x stub no-summary

3.A3.B

3.C 3.D2.A2.B

2.C 2.D

1.A1.B

1.C 1.D

Zone 0

1 3

1 2


X.1

X.1

Par défaut

X.1

X.1

Par défaut

Par défautZone Totalement

Stubby

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Zone Not-So-Stubby• Capable d'importer des routes de façon limitée• Type-7 LSA’s transporte des informations externes au sein d'une NSSA• Les routeurs frontière NSSA traduisent de Type-7 LSAs sélectionnés dans les réseau

externe LSA de type 5

3.A3.B

3.C 3.D2.A2.B

2.C 2.D

1.A1.B

1.C 1.D

Zone 0

1 3

1 2


X.1

X.1

Par défaut

X.1

X.1

Par défaut

X.2

Par défaut

X.2

Zone Not-So-Stubby

Réseaux externes

X.2

X.2

X.2

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Utilisation ISP des zones

• Réseaux ISP utilisent:– Zone Backbone– Zone réguliere

• Zone Backbone– Pas de partitionnement

• Zone réguliere– Résumés des adresses de lien point à points utilisés dans les zones– Adresses Loopback autorisées en dehors des zones régulières sans

Résumé (autrement iBGP ne fonctionnera pas)

42

Addressage pour les zones

• Attribuer des games subnets contiguës par zone pour faciliter le Résumé

Zone 1réseau 192.168.1.64range 255.255.255.192


Zone 3network 192.168.1.192range 255.255.255.192


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Sommaire

• Principes de la conception de réseau évolutive OSPF– Hiérarchie de Zone – Sélection de DR/BDR– Adressage intra-zone contiguë – Résumé Route– Préfixes d'infrastructure uniquement

Reconnaissance et attribution

Cette présentation contient des contenus et des informations initialement développés et gérés par les organisations / personnes suivantes et fournie pour le projet AXIS de l’Union africaine

Philip Smith: - [email protected]

Cisco ISP/IXP Workshops

www.apnic.net

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Introduction à l'OSPF

Fin

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